Confocal Sensor 光譜共焦感測器
晶圓半導體材料量測專用 ＼ 透明與非透明材料多維幾何檢測 ＼ 奈米級非接觸式光學計量極致
Wafer Metrology 專用於半導體第一代至第三代晶圓基板
Single-Sided 單側單頭極速厚度與翹曲度掃描技術
Non-Contact 非接觸式量測平面度、平行度與輪廓度
光譜共焦感測器跨產業核心機能與應用優勢
晶圓半導體基板精密量測
- 半導體材料專用 : 專門適用於高難度、高產值的 晶圓半導體材料 全面計量。
- 廣泛材質全面相容 : 系統光學演算法高度相容以下主流與先進半導體基板： • 第一代與常規基板 : Si (矽晶圓)、玻璃、石英 • 第二代與寬禁帶半導體 : GaS (砷化鎵/特種基板)、藍寶石 (Sapphire) • 第三代化合物半導體 : SiC (碳化矽)、GaN (氮化鎵)
- 核心物理量採集 : 支援透明與不透明基板之高精度非接觸式 厚度 ＼ 翹曲 (Warp / Bow) 精密掃描。
透明材料平面度與形位公差
- 透明介面光學解析 : 針對 塑膠 / 玻璃等透明材料 具備獨家的多層界面反光光譜拆解技術。
- 全方位幾何量測指標 : 單次非接觸光學掃描即可完美獲取以下關鍵形位公差： • 平面度 (Flatness) 評估 • 平行度 (Parallelism) 檢驗 • 絕對厚度 (Thickness) 量測 • 複雜三維曲面輪廓度 (Profile) 分析
非透明材料形貌與輪廓度
- 表面粗糙與非透明材質 : 針對 陶瓷 / 塑膠 / 金屬等非透明材料，具備極佳的落射光譜強度自我適應控制。
- 精細形貌公差量測 : 在不損傷材料表面的前提下，穩定提供高重複性的表面特徵採集： • 表面平面度 (Flatness) 高速量測 • 複雜 3D 曲面輪廓度 (Profile) 計量評價
Confocal Sensor 光譜共焦量測技術常見採購問答
Q1 什麼是「光譜共焦（Spectral Confocal）」量測原理？相比傳統的雷射三角法位移計，它有何絕對的技術優勢？
傳統雷射三角位移計是利用斜射光角度計算位置，在面對晶圓、鏡面或高反射金屬時，容易因鏡面反射導致相機過曝失真，且在量測深孔、階梯邊緣時會產生無法觀測的「陰影盲區（Shadowing Effect）」。力訓科技引進的 Confocal Sensor 光譜共焦技術，是利用一束白光通過特殊的高色差透鏡組，將不同顏色的光（波長）有規律地聚焦在不同的空間高度（縱向色差編碼）。當光線照射到物體表面時，只有波長剛好完美對焦的那一束單色光，才能透過同軸針孔回傳到光譜分析儀中。這種同軸垂直量測機制帶來了革命性優勢：第一，**解析度高達奈米/亞微米級**；第二，**徹底免除陰影盲區**，可量測極深盲孔與垂直斷差；第三，**對物體表面的材質、顏色與反射率完全不敏感**，這對半導體產線混合量測 SiC、GaN、藍寶石與金屬電極來說，是唯一能維持極高穩定度的解決方案。
Q2 針對「塑膠/玻璃等透明材料」，光譜共焦感測器是如何做到「不需要雙頭上下夾攻」，僅憑單側單鏡頭就測出絕對厚度的？
這正是光譜共焦技術在透明材質計量上的王牌優勢。當共焦白光照射到玻璃或塑膠等透明材料時，由於材料本身具有折射率，光束在穿透過程中會產生兩次核心反射——第一次是在「工件的上表面（Top Surface）」，第二次是在光線穿透物體後、到達「工件的下表面（Bottom Interface）」。感測器內建的光譜儀會在同一個時間軸上接收到兩個不同波長的波峰訊號。專業分析軟體系統只要結合該材料的物理折射率，在毫秒內進行光學路徑差公式演算，就能憑藉單個感測頭、在單側直接求出透明材料的「絕對厚度」。這種單側測厚技術不僅大幅簡化了產線機構空間，更完美免除了雙頭對心校準的機械誤差，還能同步計算出該區間的「平面度、平行度與曲面輪廓度」。
Q3 面對第三代半導體（SiC 碳化矽、GaN 氮化鎵）硬度極高卻極易在磊晶製程中產生的「翹曲（Warp）」痛點，該如何搭配此感測器建構量測方案？
第三代半導體（如 SiC、GaN）在進行高溫磊晶（Epitaxy）或薄膜沉積製程時，由於異質材料間的晶格錯位與熱膨脹係數不匹配，晶圓基板在冷卻後極易產生嚴重的內應力變形，引發晶圓「翹曲（Warp / Bow）」或總厚度變化（TTV）超標。如果翹曲過大，後續的黃光微影製程將無法精準曝光对焦，導致批量報廢。由於這些晶圓基板（包括藍寶石、石英）價值昂貴且表面不允許觸碰污染，傳統探針或接觸式量測儀完全無法使用。力訓科技的 Confocal Sensor 具備超高靈敏度的非接觸快速掃描機能。將感測器整合至高精密多軸直線滑台平台後，能以微米級的步進間距對整片晶圓進行大數據表面形貌採集。軟體能瞬間運算出符合國際 SEMI 標準的 Warp、Bow 幾何公差與厚度分佈圖（3D Mapping），協助半導體大廠建構嚴謹且 100% 可追溯（EEAT）的黃金品管節點。